基于SPCE3200藏、漢、英電子點菜系統(tǒng)的設(shè)計

摘要：基于西藏地區(qū)旅游業(yè)的迅速發(fā)展以及其帶動下的西藏餐飲行業(yè)的實際需求，采用SPCE3200微控制芯片，外擴Zigbee模組和TFT液晶模組，結(jié)合嵌入式設(shè)計方法，設(shè)計出了具備藏、漢、英三種語言文字的實時點菜系統(tǒng)，旨在為中外游客在藏旅游時提供方便快捷的餐飲服務(wù)。實際測試結(jié)果表明，該系統(tǒng)反應(yīng)快速、客戶服務(wù)端與后臺主機端網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)簡單且穩(wěn)定、菜單及顧客的需求信息做到了準(zhǔn)確的收發(fā)，符合西藏餐飲業(yè)的實際需求，適合在西藏地區(qū)推廣。
關(guān)鍵詞：微控制芯片；嵌入式；點菜系統(tǒng)；西藏餐飲服務(wù)業(yè)

    目前，隨著黨、政府和兄弟省市對西藏的幫助以及西藏各族人民的不懈努力，西藏的社會經(jīng)濟取得了長足的發(fā)展。第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展尤為迅速，特別是餐飲業(yè)和旅游業(yè)。隨著我國經(jīng)濟的快速跨越式發(fā)展和不斷擴大的對外交流，第三產(chǎn)業(yè)尤其是餐飲業(yè)有著巨大的發(fā)展?jié)摿?。?nèi)地沿海城市的餐飲業(yè)伴隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展在服務(wù)質(zhì)量和效率上都有很大的提高。在西藏，例如在首府拉薩市，是以旅游為特色的城市，且伴隨有人口結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點，那么如何解決結(jié)構(gòu)復(fù)雜的人口的餐飲就成了西藏地區(qū)的首要問題。來藏旅游的游客感受頗深的就是西藏獨具魅力的藏餐文化，但一些飯店的服務(wù)人員很難提供優(yōu)良的語言交流，且菜單翻譯(藏文、漢文、英文)也各有標(biāo)準(zhǔn)，對藏餐的推廣非常不便，給部分旅客進(jìn)藏旅游留下或多或少的遺憾。影響整個西藏餐飲行業(yè)的良性發(fā)展。
    點菜管理系統(tǒng)集無線網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)與手持移動電腦終端技術(shù)于一身，其在餐飲行業(yè)中的應(yīng)用，全面促進(jìn)了餐飲行業(yè)信息化管理的普及，實現(xiàn)了從點菜、起菜到顧客結(jié)帳全過程的自動化，方便顧客就餐，極大地提高經(jīng)營的整體運營效率。所以，藏、漢、英電子點菜機在整個西藏餐飲信息化管理系統(tǒng)和本地餐飲文化推廣中的應(yīng)用顯得十分的必要。
    本項目就是結(jié)合目前西藏的實際情況，運用嵌入式系統(tǒng)設(shè)計方法，設(shè)計了藏漢英電子點菜機，旨在提高和促進(jìn)西藏餐飲系統(tǒng)的服務(wù)規(guī)模和質(zhì)量。

1 系統(tǒng)硬件設(shè)計
1．1 系統(tǒng)硬件總體設(shè)計框圖
    基于系統(tǒng)各功能的需求，其硬件組成框圖如圖1所示：主要由SPCE3200主控板、TFT液晶模塊、Zigbee模塊組成。其中，TFT晶通過SPCE-3200芯片來直接控制，同時配合TFT液晶模組的觸屏輸入來進(jìn)行相關(guān)的人機交流，無線網(wǎng)絡(luò)的建立和互聯(lián)以及數(shù)據(jù)的收發(fā)通過Zigbee模組來實現(xiàn)。

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1．2 SPCE3200的特點及功能
    SPCE3200采用S+core7內(nèi)核，并且集成了MPEG4的硬件編解碼、CMOS傳感器、TV解碼接口、TFT、SPI＼UART＼I2C＼SPI標(biāo)準(zhǔn)串口、USB、SD卡等多種外設(shè)接口，擴展方便，適用于PDA、便攜媒體播放器、監(jiān)控器、機器人等設(shè)備的開發(fā)。圖2為SPCE3200結(jié)構(gòu)圖。

    芯片部分特性如下：工作電壓：I／O端口的VDD 3．0～3．6V，CPU內(nèi)核的VDD為1．62～1．98 V；CPU工作頻率：27～162 MHz；SDDRAM最大容量可達(dá)16 MB；可編程選擇顏色模式：4／16／64／256／327 68／655 36；MPEG-4幀率(frame rate)：QVGA模式下30幀／秒；共6個16位CCP定時／計數(shù)器(具可編程自動重載功能)；提供40個中斷源：分別為定時器、時基、外部輸入以及鍵喚醒等；支持鍵喚醒功能；9通道12位ADC，其中一路為MIC專用ADC；USB功能：支持USB1．1主機或USB1．1外設(shè)；UART功能：具有通用異步接收機和發(fā)送機；提供串行外圍設(shè)備接口(SPI)：具主／從模式；提供Sunplus行輸入／輸出接口(SIO)；內(nèi)置Watchdog功能；提供LCD接口：具TFT方式／CSTN方式；具備Sunplus CMOS影像傳感器，可連接Sunplus CMOS傳感器設(shè)備；支持CCIR-601／656 CMOS影像傳感器／TVE控制接口；支持SD卡和NAND型Flash，用于海量數(shù)據(jù)存儲。
1．3 Zigbee模組介紹
    ZigBee是一種新興的無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。它具有低功耗、易組網(wǎng)的特點。ZigBee模組采用UZ2400芯片為核心，可以提供硬件的MAC層和PHY層驅(qū)動，采用SPI方式與主控制器通信，操作方便，可以實現(xiàn)無線局域網(wǎng)互聯(lián)和數(shù)據(jù)傳輸?shù)取?br />     Zigbee模組具有以下特性：接口方式支持4線SPI接口，IIC接口；ISM頻段2．4～2．5 GHz；完全兼容IEEE 802．15．4規(guī)范；硬件CSMA-CA機制，具備自動應(yīng)答ACK和FCS檢查功能；幀數(shù)可編程；支持CCA模式和RSSI／LQI；集成20 MHz，32．768 kHz晶振驅(qū)動；集成100 kHz內(nèi)部晶振電路；0．18μm RFCOMS技術(shù)，超低功耗。[!--empirenews.page--]
    本系統(tǒng)之所以選擇Zigbee模組是根據(jù)系統(tǒng)對無線局域網(wǎng)絡(luò)的需求和Zigbee模組與主控芯片SPCE3200的連接、驅(qū)動簡單易行。Zigbee模組電路原理圖以及Zigbee模組與SPCE3200接口如圖3所示。

1．4 TFT_LCD模組介紹
    TFT LCD(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display)即薄膜晶體管液晶顯示器。在驅(qū)動方式上，TFT LCD與無源TN-LCD、STN-LCD的簡單矩陣不同，它在液晶顯示屏的每一個像素上都設(shè)置有一個薄膜晶體管(TFT)，可有效地克服非選通時的串?dāng)_，使顯示液晶屏的靜態(tài)特性與掃描線數(shù)無關(guān)，大大提高了圖像質(zhì)量(尺寸、色彩)，控制起來也比較容易。TFT LCD主要由偏振片、濾色器基板、液晶、TFT基板、偏振片、背光源組成。
    內(nèi)置于SPCE3200的TFT LCD接口能支持對多種輸入格式的TFT型LCD顯示屏的控制，譬如DataEnable(DE)、Hsvnc／Vsync、16位并行RGB、8位delta RGB以及CCIR601／656等輸入。LCD顯示屏支持的分辨率為320(水平像素)x240(垂直像素)，并支持NTSC／PAL顯示格式。由于同步信號的位置及寬度都是可配置的，故可以滿足各種規(guī)格的TFT LCD屏的要求。
    TFT液晶模組采用數(shù)字式真彩色TS35ND5B模塊作為顯示設(shè)備，附帶一款4線電阻式觸摸屏。支持RGB565的數(shù)據(jù)格式，模組接口簡單，應(yīng)用方便。
    本系統(tǒng)之所以選擇TFT LCD模組是因為此液晶模組能滿足良好的顯示效果以及易于和SPCE3200接口連接(內(nèi)置TFT LCD接口)且具備觸屏功能即不用再外加鍵盤模塊，使人機交流更加和諧方便。

2 軟件設(shè)計
    本系統(tǒng)由后臺主機端和客戶服務(wù)端兩部分組成。后臺主機端負(fù)責(zé)接收來自客戶端的菜單信息、結(jié)賬信息、加菜信息?？蛻舴?wù)端負(fù)責(zé)記錄顧客的點菜、加菜、結(jié)賬信息，并給用戶提供藏、漢、英三語的友好人機交流界面服務(wù)，然后將顧客的菜單信息以及其他服務(wù)需求信息反饋給后臺主機端。
    本項目主要是面向西藏地區(qū)推廣，提高整個西藏的餐飲服務(wù)水平。根據(jù)各項功能要求以及硬件總體設(shè)計，本系統(tǒng)的軟件設(shè)計包括以下幾個程序模塊：
    1)主程序  初始化系統(tǒng)涉及到的硬件模塊(如：TounchPanel、TFT液晶模組等)并合理地調(diào)用各個子函數(shù)。是一個循環(huán)函數(shù)。主函數(shù)作用是總體協(xié)調(diào)各個模塊，實現(xiàn)系統(tǒng)各模塊間合理有序的配合，實現(xiàn)最佳的工作性能。
    2)TFTLCD子程序模塊  初始TFT LCD控制器，創(chuàng)建窗口并繪制圖形等，實現(xiàn)LED的驅(qū)動和界面的顯示。在顯示程序中應(yīng)注意對應(yīng)窗體與顯示內(nèi)容的一致性，做到內(nèi)容切換以及窗體切換時清屏的實時性，還應(yīng)注意設(shè)置窗體底色與顯示內(nèi)容的顯示對比度，給用戶創(chuàng)造一個良好的健康的視覺環(huán)境。
    3)Tounch Panel子函數(shù)模塊  初始化觸摸屏，實現(xiàn)觸摸屏的驅(qū)動并獲取鍵值。在觸屏采集坐標(biāo)時，應(yīng)注意去除抖動和延時的合理性，避免可能出現(xiàn)的一次按鍵當(dāng)多次重復(fù)按鍵處理以及系統(tǒng)反應(yīng)遲緩。
    4)ZigBee子函數(shù)模塊  ZigBee無線傳輸模組的驅(qū)動，實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)四的創(chuàng)建、互聯(lián)和數(shù)據(jù)收發(fā)。本系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的設(shè)計是一對多(一個后臺主機端互聯(lián)多個客戶服務(wù)端，而客戶服務(wù)端之間沒有通信)的關(guān)系。[!--empirenews.page--]
    其用戶端主函數(shù)如圖4所示。

    在系統(tǒng)的軟件設(shè)計時，應(yīng)注意藏文字庫在系統(tǒng)自帶的字庫(漢語字庫、英語和字符庫)中是沒有的，需要自己刻制字模然后再編碼，形成本系統(tǒng)自身的藏文字庫。本設(shè)計中的藏文是根據(jù)所要翻譯的菜單名字以詞組的方式翻譯出來再進(jìn)行編碼調(diào)用而實現(xiàn)顯示的。

3 結(jié)論與展望
    該藏、漢、英點菜系統(tǒng)的開機界面如圖5所示，藏語點菜界面如圖6所示。經(jīng)實際測試，該系統(tǒng)的工作性能穩(wěn)定，觸摸屏工作靈敏度高，系統(tǒng)響應(yīng)速度快，Zigbee網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定，圖像顯示效果良好，最終各項功能都能夠滿足實際的需要。

    西藏地區(qū)的旅游餐飲業(yè)在最近幾年有較快的發(fā)展，在藏的國內(nèi)外游客數(shù)量迅速增長，這表明西藏地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入了前所未有的黃金時期。特色餐飲系統(tǒng)在此新形勢下必須適應(yīng)西藏地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的需要。本項目藏、漢、英點菜系統(tǒng)將為西藏地區(qū)餐飲系統(tǒng)的信息化高效運行提供一個良好的解決方法，開辟了西藏地區(qū)電子信息產(chǎn)業(yè)與餐飲業(yè)的相互融合，具有一定的推廣前景。